一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法及送风系统技术方案

本发明专利技术涉及空气调节技术领域，公开了一种顶板式个性化分区送风空调的送风方法及送风系统。送风方法包括下面步骤：确定单一独立风口的极限作用半径Rw和独立使用时的覆盖半径Rs；设定风口布局；通过CFD模拟的多个算例结果拟合风口的送风参数与室内环境温度、实际送风参数、用户与风口间距d及其热偏好TP之间的关系；将室内分为三类区域；测定用户所处的位置和所属的分区类；确定用户的热偏好TP；判定各区域中是否存在多名用户，若存在，以热偏好较冷的用户作为对象；确定用户与作用风口的间距d；确定风口的送风流量和送风角度，由控制系统实施决策，进行满足其个性化热偏好需求的舒适性送风。本发明专利技术快速地为提供舒适环境，并节约能源。

A roof distributed multi tuyere collaborative personalized air supply method and air supply system

【技术实现步骤摘要】
一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法及送风系统
本专利技术涉及空气调节
，尤其涉及一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法及送风系统。
技术介绍
近年来，基于人体热舒适度的空调送风方式逐渐成为了一个空调系统新的发展方向。现有的空调系统大多追求普适性，多以普通大众的需求反馈的均值作为调控目标，而忽视了存在于个体间的较大热偏好差异。因此，为实现空调个性化调控的最终目的，对用户与热感受相关的生理参数进行有效监测，并准确判断出个体的热偏好程度显得至关重要。另一方面，由于传统的空调系统通过调控整个室内环境来实现对人体周身环境的调控，不仅使得对于用户环境调节的相应较慢，同时导致与人体相距较远的区域同样吸收了多余的调控量，因而空调系统的耗能量常居高位，同时传统的送风方式也无法满足同一室内不同热偏好的个体的热舒适需求。为对有如上需求的室内空间做出改进，近年来已有研究开发出了不同形式的工位空调，以满足较大室内的微环境需要，但上述工位空调系统大多针对一个确定的空间位置，需与工作区域或设施绑定，难以根据室内布局和用户位置的改变作出相应的调控，具有一定的局限性。而若是对每一个潜在用户均配置一个工位系统，则容易导致制造成本过高以及系统闲置问题。进一步地，目前已有一些专利将空调系统与定位系统相结合，期望通过几何位置检测和热舒适算法来实现对用户的个性化调控。公开号为CN108361926A的专利提出了一种基于温冷感的空调器控制方法和空调器，通过实时检测热源与空调器之间的距离计算实时风速，并实时检测回风温差，通过不断迭代获得稳态下的热舒适。但该设计基于单一的空调器送风口，对距离送风口较远处的热源需要较大功率进行送风，因此仅适用于单一用户存在于室内的情况。公开号为CN107525237A的专利提出了一种通过红外传感器判断所划分的室内区域是否有人，并通过雷达所测间距和由各温度参数所简化计算的人体舒适度的空调器控制方法。但是该系统所采用的红外传感器均布局在同一高度，其检测视角均在水平平面上，因此红外信息在有多人存在时容易受到处于近处的人遮盖，可能造成信息的遗漏。另一方面，公开号为CN206723110U和CN107120728A的两篇专利中均谈及了可以360°旋转的送风口，其中后者明确阐述了其实现方式，为室内空调的个性化定位送风做好了铺垫。但两者对于空调送风方式的具体规划设计还有待研究。综上所述，现有空调系统缺乏对个体差异性的区分，并普遍需要通过大功率输出调控整个房间的热环境以作用于用户，而相应设计的工位空调系统存在调控区域不易变动的局限性。同时，上述现有专利均从整体系统运行方法出发，且水平送风的方式限制了定位送风的作用。因此，本专利技术提出一种顶板式个性化分区送风空调的送风方法，旨在通过对置于顶板上的送风口的合理布局和对智能化的送风方式的应用，达到对室内任何位置的用户均能进行个性化、区域化的快速送风的目的，并解决了工位空调系统不易变通的局限，为智能家居的发展提供了新的思路。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是分布式多风口协同个性化送风方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法及送风系统。一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法，包括以下步骤：步骤S01，根据层高确定单一独立风口的极限作用半径Rw和独立使用时的覆盖半径Rs；步骤S02，根据上述可作用半径Rw，结合房间的尺寸、常见用户分布情况，设定风口布局和间距D，多个独立风口以特定排布规律置于房间顶板上，任意一个独立送风口M的所有相邻风口，均位于以M为中心，边长为D的正六边形顶点上；步骤S03，应用房间的尺寸数据，通过CFD模拟的多个算例结果拟合当前室内独立风口的送风参数与室内环境温度、实际送风参数、用户与风口间距d及其热偏好TP之间的关系；步骤S04，通过几何分割将室内分为三类区域；步骤S05，通过定位传感器或雷达设备实施测定用户所处的位置，并通过对应坐标的判断确定其所处的分区类；步骤S06，通过手动输入或自动计算的方式确定用户的热偏好TP；步骤S07，根据步骤S04的结果判定各区域中是否存在多名用户；步骤S08，若存在同一个区域内存在多名用户的情况，应优先选择热偏好TP的值较低，即热偏好较冷的用户作为对象；步骤S09，通过定位系统的坐标计算或雷达测距，确定用户距离其所有作用风口的间距d；步骤S10，通过步骤S03中所确定的关系式，应用所测参数，确定相应风口具体的送风流量和送风角度，由控制系统实施决策，对用户所在的目标区域进行满足其个性化热偏好需求的舒适性送风。进一步地，所述步骤S02的所述风口间距D由房间内常用用户数量及主要分布位置确定，同时应避免同一划分区域内长期有多人的情况，D最大不能大于两倍的Rw，且随常用用户数量增多而减小。进一步地，作为每两个相邻风口之间的距离在房间顶板上，以相等的正三角形共边均匀排列多个开口朝下的送风口，各个所述送风口构成所述正三角形的顶点，所述正三角形边长方向为第一方向，所述正三角形边的中垂线方向为第二方向。进一步地，所述步骤S04的区域划分方法是，区域Ⅰ为每个送风口的覆盖区域；区域Ⅱ位于第一方向上相邻两个送风口的覆盖区域之外且第二方向上相邻两个送风口的极限区域之外；区域Ⅲ为相邻三个送风口的极限区域之间重叠的部分，且位于各个覆盖区域之外。进一步地，所述极限区域大于所述覆盖区域。进一步地，各个送风口的覆盖区域相互分离；第一方向的两个相邻送风口之间的极限区域部分重叠；第二方向的两个相邻送风口之间的极限区域相互分离。进一步地，所述步骤S10，根据人体位置所处的区域，对其采用不同的个性化送风策略，若定位装置检测到人体处于区域Ⅰ中，则开启距离人体最近的单个独立风口，若定位装置检测到人体处于区域Ⅱ中，则开启距离人体最近的两个独立风口协同作用，若定位装置检测到人体处于区域Ⅲ中，则开启距离人体最近的三个独立风口协同作用。进一步地，所述步骤S09，通过无线定位传感器检测用户位置距离风口的距离d和所处于的区域。进一步地，所述步骤S10，做到舒适性送风还要监测采集当前室内的环境参数，包括室内温度、湿度、出风口风速和壁面平均温度。进一步地，包括控制系统和送风口，所述控制系统通过检测数据，控制各送风口的流量和送风口角度。进一步地，通过用户所携带的可穿戴式设备采集用户的生理参数，所述生理参数包括但不限于用户在当前环境条件下的局部皮肤表面温度、体表温度变化率、体表湿度、心率、血流速率等。进一步地，通过室内的环境监测传感器采集当前室内的环境参数，所述环境参数包括但不限于室内温度、湿度、出风口风速、壁面平均温度等。进一步地，根据上述生理参数及环境参数，计算出人体偏好处于的热环境中。尤其地，该热偏好的数值将以使用户感觉PMV数值的形式表达。当未存在能准确描述所述热偏好数值的公式时，亦可由用户根据自我认知手动输入其热偏好，定义为：偏好冷环境(-0.5)，偏好微冷环境(-0.3)，偏好中性环境(0)，偏好微热环境(0.3)，偏好热环境(0.5)。进一步地，通过CFD对室内送风进行模拟，将结果进行拟合，得到送风参量的计算关系式，再将送风温度、室内平均温度、人体与相邻风口间距d及人体热偏好四个参量作为输入，即可得到相应的独立风口所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01，根据层高确定单一独立风口的极限作用半径Rw和独立使用时的覆盖半径Rs；步骤S02，根据上述可作用半径Rw，结合房间的尺寸、常见用户分布情况，设定风口布局和间距D，多个独立风口以特定排布规律置于房间顶板上，任意一个独立送风口M的所有相邻风口，均位于以M为中心，边长为D的正六边形顶点上；步骤S03，应用房间的尺寸数据，通过CFD模拟的多个算例结果拟合当前室内独立风口的送风参数与室内环境温度、实际送风参数、用户与风口间距d及其热偏好TP之间的关系；步骤S04，通过几何分割将室内分为三类区域；步骤S05，通过定位传感器或雷达设备实施测定用户所处的位置，并通过对应坐标的判断确定其所处的分区类；步骤S06，通过手动输入或自动计算的方式确定用户的热偏好TP；步骤S07，根据步骤S04的结果判定各区域中是否存在多名用户；步骤S08，若存在同一个区域内存在多名用户的情况，应优先选择热偏好TP的值较低，即热偏好较冷的用户作为对象；步骤S09，通过定位系统的坐标计算或雷达测距，确定用户距离其所有作用风口的间距d；步骤S10，通过步骤S03中所确定的关系式，应用所测参数，确定相应风口具体的送风流量和送风角度，由控制系统实施决策，对用户所在的目标区域进行满足其个性化热偏好需求的舒适性送风。...

【技术特征摘要】
1.一种顶板分布式多风口协同个性化送风方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01，根据层高确定单一独立风口的极限作用半径Rw和独立使用时的覆盖半径Rs；步骤S02，根据上述可作用半径Rw，结合房间的尺寸、常见用户分布情况，设定风口布局和间距D，多个独立风口以特定排布规律置于房间顶板上，任意一个独立送风口M的所有相邻风口，均位于以M为中心，边长为D的正六边形顶点上；步骤S03，应用房间的尺寸数据，通过CFD模拟的多个算例结果拟合当前室内独立风口的送风参数与室内环境温度、实际送风参数、用户与风口间距d及其热偏好TP之间的关系；步骤S04，通过几何分割将室内分为三类区域；步骤S05，通过定位传感器或雷达设备实施测定用户所处的位置，并通过对应坐标的判断确定其所处的分区类；步骤S06，通过手动输入或自动计算的方式确定用户的热偏好TP；步骤S07，根据步骤S04的结果判定各区域中是否存在多名用户；步骤S08，若存在同一个区域内存在多名用户的情况，应优先选择热偏好TP的值较低，即热偏好较冷的用户作为对象；步骤S09，通过定位系统的坐标计算或雷达测距，确定用户距离其所有作用风口的间距d；步骤S10，通过步骤S03中所确定的关系式，应用所测参数，确定相应风口具体的送风流量和送风角度，由控制系统实施决策，对用户所在的目标区域进行满足其个性化热偏好需求的舒适性送风。2.如权利要求1所述的顶板分布式多风口协同个性化送风方法，其特征在于，所述步骤S02的所述风口间距D由房间内常用用户数量及主要分布位置确定，同时应避免同一划分区域内长期有多人的情况，D最大不能大于两倍的Rw，且随常用用户数量增多而减小。3.如权利要求1所述的顶板分布式多风口协同个性化送风方法，其特征在于，作为每两个相邻风口之间的距离在房间顶板上，以相等的正三角形共边均匀排列多个开口朝下的送...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱丽，胡嘉文，单橙橙，吴建宏，丁国良，徐学敏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31